(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダライナの中途部を、シリンダヘッドとのボルト締結部を有したシリンダブロック外壁に、結合壁により結合し、この結合部の上のシリンダライナ上部とシリンダブロック外壁上部との間をウォータジャケットとし、シリンダライナの前記結合部から下をシリンダブロック外壁から分離して自由端としたシリンダブロックにおいて、
結合壁は、シリンダブロック外壁との結合点と、シリンダライナとの結合点とを結ぶ直線がシリンダライナのシリンダボアまわりの主シール面から外れない範囲で、上方に向けシリンダボア側に傾斜させたことを特徴とするシリンダブロック。
【請求項２】
ウォータジャケットと前記分離による分離隙間とは、シリンダライナまわりでラジアル方向に結合壁を挟んで重なって位置し、分離隙間の外側にウォータジャケットが位置し、ウォータジャケットの外側にボルト締結部が位置している請求項１に記載のシリンダブロック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車などのエンジンにおけるシリンダブロック、詳しくは、シリンダライナの中途にシリンダヘッドとのボルト締結部との結合部があるシリンダブロックに関する。
【背景技術】
【０００２】
図２に示すような従来のシリンダブロックａは、シリンダライナｂとシリンダブロックａの外壁ｃとの間に形成しているウォータジャケットｄの底部が、外壁ｃのシリンダヘッドｅとのボルトｊによるボルト締結部とシリンダライナｂとの結合壁ｆになっている。シリンダブロックａは、図示しないガスケットを介してシリンダヘッドとボルトｊにより締結され、シリンダライナｂとシリンダヘッドｅとの間、つまりシリンダボアｋまわりの主シール部ｈにおいて、他のシール部よりも高いシール性を確保するようになっている。
【０００３】
この結果、ボルト締結時、主シール部ｈが他に先んじて圧接限界に至った後も、ボルトｊによる締結が進むことになる。この主シール部ｈの圧接限界後のボルト締結による軸力はボルト締結部に引き上げ力Ｆをもたらす。この引き上げ力Ｆは、結合壁ｆをそのシリンダライナｂとの結合点Ｇを基点に上方に傾けようとし、これにシリンダライナｂを追随させようとする外力として働く。これにより、引き上げ力Ｆは、図２に仮想線で示すようにシリンダライナｂの、特に結合壁ｆの上部のボルト締結部近傍を結合基点Ｇまわりに内側に変形させるように作用する。また、このような変形の反動で、ボルト締結部間では外側に膨らむことになる。
【０００４】
これを平面視すると、シリンダボアｋは、図３に細線で示す真円から、太線で示すような四次変形となる。このような四次変形にはオイルリングが追随できずオイルの消費量が増大する。これを、オイルリングの張力を高めて対応するとシリンダボアとのフリクションが増大してしまう。
【０００５】
一方、下記特許文献１は、下記の特許文献２に記載のシリンダブロックが、シリンダライナおよびシリンダブロック相互の段差部で支持する構造になっているため、シリンダヘッド取付け時の締め付け応力やシリンダライナ熱膨張による圧縮応力がシリンダライナに作用し、シリンダボアの真円度が低下することが予想され、真円度が低下するとピストン摺動時のピストンリングの追随性が低下してオイル消費が悪化したり、摺動抵抗の増加により燃費効率が低下する不具合が発生する点を指摘している。
【０００６】
そして、これを解決するため、特許文献１はシリンダライナの上部円筒部とブロック外壁との間にウォータジャケットを構成する中央壁により、シリンダライナの中途部をブロック外壁に結合し、シリンダライナの下部円筒部をブロック外壁から分離させて自由端に構成したシリンダブロックを開示している。
【０００７】
これにより、シリンダブロックにシリンダヘッド締結時におけるシリンダライナに加わる応力、およびエンジン運転時の燃焼圧によるクランクシャフト、ジャーナル、キャップボルトを介在して伝わりシリンダライナへ働く応力を緩和することができ、シリンダボアの変形を低減し、真円度を保つことができるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−１５４７３９号公報
【特許文献２】特開２００２−２７６４５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、特許文献１に記載の技術は、特許文献２に記載のシリンダブロックで生じていたシリンダライナの変形を軽減し、シリンダボアの真円度を保てるにしても、既述した従来例での変形は軽減できず、真円度は保てない（特許文献１の図１、図２参照）。これを説明すると、特許文献１が開示するシリンダブロックは図２を利用して破線で示す構造であり、既述の従来例に対し、ウォータジャケットの上部でもシリンダブロック外壁とシリンダライナが結合され、シリンダライナの結合部よりも下部がシリンダブロック外壁から分離された自由端となっている点で相違している。
【００１０】
ここで、ボルトｊによる締結時の引き上げ力Ｆは、上部結合壁ｆ１に対してはそのシリンダライナとの結合点Ｇ１を基点に上方に傾けようとし、これにシリンダライナの上部を追随させるように働き、下部結合壁ｆ２に対しては、シリンダライナとの結合点Ｇ２を基点に上方に傾けようとし、これにシリンダライナが追随させるように働く。しかし、特許文献１に記載のシリンダブロックはそのような変形に対向する有効な構造を有していない。かえって、シリンダライナ自由端が、シリンダブロック外壁から分離されていることにより、自由端側は下部結合壁の傾きに追随して変形されやすいという問題がある。
【００１１】
本発明は、このような問題に鑑み、シリンダライナの中途部をシリンダブロック外壁から結合する結合壁により、ボルト締結時の軸力によってシリンダライナが変形するのを防止できるシリンダブロックを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明のシリンダブロックは、シリンダライナの中途部を、シリンダヘッドとのボルト締結部を有したシリンダブロック外壁に、結合壁により結合し、この結合部の上のシリンダライナ上部とシリンダブロック外壁上部との間をウォータジャケットとし、シリンダライナの前記結合部から下をシリンダブロック外壁から分離して自由端としたシリンダブロックにおいて、結合壁は、シリンダブロック外壁との結合点と、シリンダライナとの結合点とを結ぶ直線がシリンダライナのシリンダボアまわりの主シール面から外れない範囲で、上方に向けシリンダボア側に傾斜させたことを特徴とする。
【００１３】
このような構成では、シリンダブロックにシリンダヘッドをボルト締結したとき、シリンダブロック外壁のボルト締結部に働く引き上げ力は、シリンダブロック外壁から結合壁を介しシリンダライナに及ぶことに変わりはない。しかし、結合壁が、シリンダブロック外壁との結合点と、シリンダライナとの結合点とを結ぶ直線が、シリンダライナのシリンダボアまわりの主シール面から外れない範囲内にある条件を満足して、上方に向けシリンダボア側に傾斜していることで、シリンダブロック外壁側の引き上げ力は、結合壁をシリンダブロック外壁との結合点からシリンダライナとの結合点に向け突き上げるように働いて、シリンダライナ側に伝達することになる。
【００１４】
このとき、結合壁がシリンダライナに伝達する突き上げ外力は、前記２つの結合点を結ぶ直線が通るシリンダライナのシリンダボアまわりの主シール面に及び、これに強圧接されるシリンダヘッド側に受け止められるので、シリンダライナの変形を防止できる。それには、結合壁の前記突き上げ外力に対する座屈強度を確保できれば十分である。
【００１５】
上記において、さらに、ウォータジャケットと前記分離による分離隙間とは、シリンダライナまわりでラジアル方向に結合壁を挟んで重なって位置し、分離隙間の外側にウォータジャケットが位置し、ウォータジャケットの外側にボルト締結部が位置したものとすることができる。
【００１６】
このような構成では、上記に加え、さらに、結合壁の傾斜を利用して分離隙間が、ウォータジャケットの下部とシリンダライナとの間にまで及ぶ。その結果、シリンダ下部が過冷却とならないような状態で、ヘッドボルトを冷却することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のシリンダブロックによれば、シリンダブロックへのシリンダヘッドのボルト締結時に生じるシリンダブロック外壁側の引き上げ力が、結合壁をシリンダブロック外壁との結合点からシリンダライナとの結合点に向け突き上げるように働く。そしてシリンダライナ側に及ぶ突き上げ力を、結合壁のシリンダブロック外壁およびシリンダライナとの２つの結合点を結ぶ直線が通るシリンダライナのシリンダボアまわりの主シール面を介し、この主シール面に強圧接されるシリンダヘッド側で受け止める。その結果、シリンダライナが変形するのを防止し、シリンダボアの真円度を維持することができる。また、オイル消費の増大や摺動抵抗の増大を回避して、エンジン性能を高められる。従って、オイルリングの張力を高めて対応する場合のような不利も回避できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態に係るシリンダブロックを、シリンダヘッドのボルト締結状態で示す要部の断面図。
【図２】従来のシリンダブロックを、シリンダヘッドのボルト締結状態で示す要部の断面図。
【図３】図２の実線で示す従来例でのボルト締結によって生じるシリンダライナの変形に起因したシリンダボアの真円からの四次変形例を示す線図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本実施の形態に係るシリンダブロックの１つの具体例について、図１を参照しながら説明し、本発明の理解に供する。
【００２０】
図１に示す本実施の形態のシリンダブロック１００は、シリンダライナ１の中途部を、シリンダヘッド２００とのボルト締結部２を有したシリンダブロック外壁３に、結合壁４により結合し、この結合部の上の、シリンダライナ１の上部と、シリンダブロック外壁３の上部との間をウォータジャケット５とし、シリンダライナ１の前記結合部から下をシリンダブロック外壁３から分離して自由端とした基本構造を有している。
【００２１】
このようなシリンダブロック１００において、結合壁４は、シリンダブロック外壁３との結合点Ｐ１と、シリンダライナ１との結合点Ｐ２とを結ぶ直線Ｌがシリンダライナ１のシリンダボア６まわりに天面が形成している主シール面７から外れない範囲で、上方に向けシリンダボア６側に傾斜させている。
【００２２】
ここで、直線Ｌが主シール面７から外れない範囲とは、結合点Ｐ１と結合点Ｐ２を結ぶ直線Ｌがウォータジャケット５若しくはシリンダボア６と交わらない範囲にあることをいう。ボルト３００による引き上げ力Ｆを主シール面７に効率よく伝えるためである。
【００２３】
なお、本実施の形態において、図１の断面で示されるとおり、結合壁４の軸線とシリンダブロック外壁３の内周面との交点が結合点Ｐ１であり、結合壁４の軸線とシリンダボア６の外周面との交点が結合点Ｐ２とする。
【００２４】
これにより、シリンダブロック１００にシリンダヘッド２００をボルト３００によりボルト締結したとき、シリンダブロック外壁３のボルト締結部２に働く引き上げ力Ｆは、シリンダブロック外壁３から結合壁４を介しシリンダライナ１に及んでシリンダライナ１に変形をもたらす原因になる。しかし、結合点Ｐ１と、結合点Ｐ２とを結ぶ直線Ｌが、シリンダライナ１のシリンダボア６まわりの主シール面７から外れない範囲内にあれば、上方に向けシリンダボア６側に傾斜していることで、シリンダブロック外壁３側の引き上げ力Ｆは、結合壁４を、その突っ張り作用に基づいて、結合点Ｐ１から結合点Ｐ２に向け突き上げるように働く。その結果、シリンダブロック外壁３側の引き上げ力Ｆは、シリンダライナ１側に伝達されることになる。
【００２５】
このとき、結合壁４がシリンダライナ１に伝達する突き上げ外力Ｆ′は、前記２つの結合点Ｐ１、Ｐ２を結ぶ直線Ｌが通るシリンダライナ１のシリンダボアまわりの主シール面７に及ぶ。そして、これに強圧接されるシリンダヘッド２００側に受け止められる。結果、シリンダライナ１の変形を防止できる。言い換えると、結合壁４の断面は突き上げ方向に向く直線Ｌに沿った直状形態とするのがよい。また、結合壁４の前記突き上げ外力に対する座屈強度を確保できれば十分である。
【００２６】
以上のように本発明のシリンダブロックでは、シリンダブロック１００へのシリンダヘッド２００のボルト締結時に生じるシリンダブロック外壁３側の引き上げ力Ｆは、結合壁４をシリンダブロック外壁３との結合点Ｐ１からシリンダライナ１との結合点Ｐ２に向け突き上げるように働く。すると、シリンダライナ１側に及ぶ突き上げ力Ｆ′は、結合壁４のシリンダブロック外壁３およびシリンダライナ１との２つの結合点Ｐ１、Ｐ２を結ぶ直線Ｌが通るシリンダライナ１のシリンダボアまわりの主シール面７を介し、この主シール面７に強圧接されるシリンダヘッド２００側で受け止められる。
【００２７】
その結果、シリンダライナ１が変形するのを防止し、シリンダボアの真円度を維持することができる。また、オイル消費の増大や摺動抵抗の増大を回避して、エンジン性能を高められる。従って、オイルリングの張力を高めて対応する場合の不利も回避できる。特に、シリンダライナ１の変形は結合点Ｐ２の上部で防止されるのはもとより、フリーな自由端部である下部が変形することはなく、オイルリングの張力を低減することができ、その分燃費が向上する。
【００２８】
なお、結合壁４は、座屈強度を確保できればウォータジャケット５をシリンダブロック外壁３とシリンダライナ１との分離により形成される分離隙間８の側に膨らむなどした湾曲形状とすることもできる。また、このような湾曲により座屈強度が低下するような場合、反湾曲側に湾曲方向に向くリブを設けるなどすれば必要な座屈強度は確保できる。
【００２９】
また、ウォータジャケット５と分離隙間８とは、シリンダライナ１まわりでラジアル方向に結合壁４を挟んで重なって位置し、分離隙間８の外側にウォータジャケット５が位置し、ウォータジャケット５の外側にボルト締結部２が位置している。これにより、結合壁４の傾斜を利用して分離隙間８がウォータジャケット５の下部とシリンダライナ１との間にまで及ぶ。その結果、シリンダ下部が過冷却とならないような状態で、ヘッドボルトを冷却することができる。
【００３０】
従って、シリンダライナ１の下部が過冷却されることはないし、ボルト３００の熱負荷が軽減される。特に、ボルト３００の低いネジ部にも、シリンダライナ１の過冷却を招くことなく、冷却を及ぼせる利点がある。
【００３１】
なお、シリンダライナ１は、スパイニーライナ１ａを備え、鋳ぐるみであることにより脱落の心配はない。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は、シリンダブロックにおいて、シリンダヘッドとのボルト締結時にボルト締結部に働く引き上げ力によるシリンダライナの変形防止技術に実用できる。
【符号の説明】
【００３３】
１  シリンダライナ
２  ボルト締結部
３  シリンダブロック外壁
４  結合壁
５  ウォータジャケット
６  シリンダボア
７  主シール面
８  分離隙間
１００  シリンダブロック
２００  シリンダヘッド
３００  ボルト
Ｐ１、Ｐ２  結合点
Ｌ  直線
Ｆ  引き上げ力
Ｆ′  突き上げ力
【図１】
0005393533.tif 000002
【図２】
0005393533.tif 000003
【図３】
0005393533.tif 000004